Dnešná relácia otázok a odpovedí sa k nám pridelí zdvorilosťou SuperUser - podskupiny Stack Exchange, zoskupenia webových stránok Otázky a odpovede.
Otázka
Reader SuperUser Seth Carnegie sa pýta na správu napájania počítača:
How can a computer restart itself? After it’s off, how does it tell itself to come back on again? What kind of software is it that can do this?
Ako skutočne? Ktorá kombinácia softvérových / hardvérových mágií to robí?
Odpoveď
Príliš dlho, nečte to odpoveď: Stavy napájania vo vašom počítači sú riadené implementáciou rozhrania ACPI (pokročilá konfigurácia a napájacie rozhranie). Po ukončení procesu vypnutia váš operačný systém nastaví príkaz ACPI, ktorý uvádza, že počítač by sa mal reštartovať. Ako odpoveď, základná doska obnoví všetky komponenty pomocou príslušných resetovacích príkazov alebo riadkov a potom nasleduje proces bootstrap. Základná doska sa nikdy v skutočnosti nevypne, ale iba resetuje rôzne komponenty a potom sa správa ako keby sa stlačilo tlačidlo napájania.
Dlhá a nerozumná, ale (podľa môjho názoru) zaujímavejšia odpoveď:
Soft Power a ako to funguje
V starodávnych dňoch (dobre, dobre, na študentku ako ja, v 90. rokoch minulého storočia) sme mali AT (Advanced Technology) základné dosky s AT napájanie Riadenie. Systém napájania AT bol veľmi, veľmi jednoduchý. Tlačidlo napájania vášho počítača bolo hardvérovým prepínačom (pravdepodobne v zadnej časti puzdra) a váš vstup 120vac prešiel priamo cez ňu. Fyzicky to zapnutie a vypnutie napájania a ak bol tento vypínač v polohe Vypnuté, všetko v počítači bolo úplne mŕtvo (to spôsobilo, že batéria CMOS je veľmi dôležitá, pretože bez nej nebolo napájanie, ktoré by udržalo hardvér hodinky). Pretože hlavný vypínač bol fyzický mechanizmus, neexistoval žiadny softvérový spôsob, ako zapnúť a vypnúť napájanie. Systém Windows by ukázal slávnu správu "Je teraz bezpečné vypnúť počítač", pretože hoci všetko bolo zaparkované a pripravené na vypnutie, nebolo možné, aby operačný systém skutočne prepínal vypínač. Táto konfigurácia bola niekedy označovaná ako ťažký výkon, pretože to všetko je hardvér.
V súčasnosti sa veci líšia kvôli zázrakom dosiek a dosiek ATX Výkon ATX (to je Pokročilá technológia eXtended, ak sledujete). Spolu s mnohými ďalšími krokmi (mini-DIN PS / 2, niekto?) Priniesol ATX mäkké napájanie, Mäkké napájanie znamená, že napájanie počítača môže byť ovládané softvérom. To prinieslo niekoľko importových zmien:
- Pohotovostný režim: možno ste videli konektor "5v SB" alebo "5v pohotovostný režim" označený v napájacích napájacích spínačoch. záložný napájací zdroj je 5-ti riadok na vašej základnej doske, ktorý je vždy zapnutý, aj keď je počítač vypnutý. Z tohto dôvodu je dôležité pri servise moderných počítačov odpojiť alebo vypnúť hardvérový vypínač (ak je k dispozícii), pretože aj keď je vypnutý, môžete potenciálne skrátiť 5v SB a poškodiť základnú dosku. To je tiež dôvod, prečo batérie CMOS nie sú naozaj také dôležité - 5V SB sa používa na výmenu batérie CMOS vždy, keď je napájanie napájané zo siete, takže sa batéria CMOS používa iba pri úplnom odpojení počítača. Riadok 5v SB dôležitým spôsobom umožňuje súčasti vášho počítača (najdôležitejšie BIOS a sieťové adaptéry) pokračovať v prevádzke nejakého jednoduchého softvéru, aj keď je počítač vypnutý.
- Inteligentné riadenie napájania. Ak sa pozriete na konektor konektora napájania (P1), zistíte dva kolíky, ktoré sú bežne označené PS_ON a PS_RDY, Tieto slová predstavujú "napájanie zapnuté" a "pripravené napájanie". Ak chcete experimentovať, odpojte napájanie nie do počítača, pripojte ho a opatrne skratujte zemnú linku (jeden z čiernych vodičov) k linke PS_ON (zelený vodič). Napájací zdroj sa viditeľne zapne a ventilátor sa otočí. Komponenty základnej dosky vychádzajúce z + 5V SB skutočne zapínajú a vypínajú napájanie pripojením napájania na pin PS_ON. Pretože existujú niektoré kondenzátory a iné komponenty v napájacom zdroji, ktoré sa na chvíľu nabíjajú, napätie z hlavných výstupov napájacieho zdroja nemusí byť stabilné ihneď po zapnutí napájacieho zdroja. To je to, o čom je pin PS_RDY, zapína sa, keď vnútorná logika napájania určuje, že napájanie je "pripravené" a poskytne stabilný výkon. Základná doska čaká, kým bude PS_RDY pokračovať v zavádzaní.
Takže váš vypínač napájania už "nezapína" na počítači. Namiesto toho je pripojený k základným riadiacim prvkom vašej základnej dosky, ktoré zistia, že tlačidlo bolo stlačené a vykonali niekoľko krokov na pripravenie systému vrátane zapnutia PS_ON, aby bolo k dispozícii napájanie. Tlačidlo napájania nie je jediný spôsob, ako spustiť proces spustenia, ale aj zariadenia na rozšírenej zbernici môžu tak urobiť.Je to dôležité, pretože sieťové adaptéry siete Ethernet skutočne zostanú zapnuté, keď je počítač vypnutý a hľadajú veľmi špecifický paket, ktorý sa často nazýva "Magic paket". Ak zistí, že tento paket adresovaný ich MAC adresy, spustí proces spustenia, Tak funguje funkcia Wake-on-LAN (WoL). Hodiny môžu tiež iniciovať zavádzanie (väčšina systémov BIOS vám umožňuje nastaviť čas, kedy by sa počítač musel zavádzať každý deň) a zariadenia USB a FireWire môžu spúšťať boot, aj keď si nie som vedomý žiadnej implementácie.
Pochopenie ovládania napájania
No, vysvetľujem vec Soft Power aj preto, že si myslím, že je to zaujímavé (vždy kľúčovým dôvodom, ktorý vysvetľujem veci) a preto, že vám umožňuje pochopiť, ako sú výkon a stav spustenia / vypnutia počítača ovládané softvérom. Vo väčšine súčasných počítačov je tento softvérový systém implementáciou Rozšírené rozhranie konfigurácie a napájania alebo rozhranie ACPI, ACPI je štandardizovaný jednotný systém umožňujúci softvér na ovládanie napájacieho systému vášho počítača. Možno ste o tom počuli Napájacie stavy ACPI, Základným mechanizmom riadenia výkonu sú tieto "stavy napájania", váš operačný systém prepína režimy napájania príprave na prepnutie (procesy vypínania / spánku, ktoré sa vyskytujú pred vypnutím napájania) a potom povoľuje základnej doske prepnúť napájacie stavy, Napájacie stavy vyzerajú takto:
- G0: Práca (stav počítača je zapnutý)
-
G1: Spánok (pohotovostné stavy počítača, rozdelené na podstata S)
- S1: napájanie na procesor a pamäť RAM zostáva zapnuté, CPU však nevykonáva pokyny. Periférne zariadenia sú vypnuté.
- S2: Vypnutý CPU, zachovaná pamäť RAM
- S3: Všetky komponenty vypnuté s výnimkou pamäte RAM a zariadení, ktoré spustia obnovenie (klávesnica). Ak spustíte svoj operačný systém na "spánok", zastaví procesy a potom vstúpi do tohto režimu.
- S4: režim dlhodobého spánku. Absolútne všetko je vypnuté. Keď poviete svojmu operačnému systému možnosť dlhodobého spánku, zastaví procesy, uloží obsah pamäte RAM na disk a potom vstúpi do tohto režimu.
- G2: Mäkké vypnutie. toto je stav vášho počítača "vypnutý". Napájanie je vypnuté na všetko okrem zariadení, ktoré môžu spúšťať boot.
- G3: Mechanické vypnutie.
Ako sa skutočne obnoví
Všimnete si, že reštart nie je jeden z týchto stavov. Takže čo sa vlastne stane, keď sa počítač reštartuje? Odpoveď môže byť prekvapujúca, pretože z pohľadu správy napájania je to takmer nič, Tam je príkaz obnovenia ACPI, Keď poviete svojmu operačnému systému reštart, nasleduje jeho bežný proces vypínania (zastaví všetky vaše procesy, vykoná trochu údržby, odpojí vaše systémy súborov atď.) A potom ako posledný krok namiesto toho, aby stroj poslal do stavu napájania G2 (ako keby ste to jednoducho povedali vypnúť) nastaví príkaz Reset. Toto sa všeobecne označuje ako "Reset register", pretože podobne ako väčšina rozhrania ACPI je to len adresa, na ktorú by mala byť napísaná špecifická hodnota, aby si vyžiadal reset. Budem citovať 2.0 špecifikácie na to, čo robí:
The optional ACPI reset mechanism specifies a standard mechanism that provides a complete system reset. When implemented, this mechanism must reset the entire system. This includes processors, core logic, all buses, and all peripherals. From an OSPM perspective, asserting the reset mechanism is the logical equivalent to power cycling the machine. Upon gaining control after a reset, OSPM will perform actions in like manner to a cold boot.
Takže, keď je nastavený resetovací register, niekoľko vecí sa deje v poradí.
- Všetka logika sa resetuje. To znamená zaslanie príkazov na resetovanie rôznych bitov vrátane CPU, regulátora pamäte, periférnych ovládačov atď. Vo väčšine prípadov to jednoducho znamená osvetlenie fyzického kábla RST, ako sa ukázalo nad AndrejaKo.
- Počítač je potom zavádzaný. Toto je "vykonávať akcie rovnakým spôsobom ako pri studenej topánke". Základná doska vykoná rovnaké kroky, ako keby bol napájací zdroj práve pripravený po stlačení tlačidla napájania.
Konečný efekt týchto dvoch krokov (ktorý sa v skutočnosti rozpadá na oveľa viac krokov) spočíva v tom, že sa zdá, že všetko je rovnako ako počítač, ktorý bol práve spustený, ale moc bola v skutočnosti celá doba. Znamená to menej času potrebného na vypnutie a spustenie (pretože nemusíte čakať na pripravenosť napájania) a dôležité je, aby spustenie zavádzacieho systému bolo ukončené vypnutím operačného systému. To znamená, že iný spúšťací spúšť nemusí byť použitý (WoL atď.) A umožňuje reštartovať ako efektívny spôsob vzdialeného vynulovania systému, keď nemáte spôsob spúšťania.
Bola to dlhá odpoveď. Ale hej, dúfajme, že viete viac o správe napájania počítača. Určite som sa naučil niečo skúmať to.
Máte niečo doplniť vysvetlenie? Zvuk vypnúť v komentároch. Chcete si prečítať viac odpovedí od iných používateľov technológie Stack Exchange? Pozrite sa na celý diskusný príspevok tu.
